文┃小夏

编辑┃叙言

最近韩国延世大学和美国亚利桑那州立大学的科学家们搞出了个大新闻，他们在实验室里模拟天王星和海王星内部环境时。

发现了一种水和岩石矿物深度融合的新物质，直接把天文学界用了快一百年的行星结构模型给干翻了。

这事儿说起来挺玄乎，但实际上跟咱们理解太阳系咋形成的，甚至找外星生命都有关系。

天王星的"歪磁场"把科学家逼上绝路

咱们中学课本里都写着，天王星和海王星是"冰巨星"，里面是大气层、液态冰层、岩石核心这么一层层分开的。

但有个问题一直没人能解释，天王星的磁场轴跟自转轴歪了59度，就像个斜着旋转的陀螺，传统模型里那种整齐的分层结构根本生不出这么奇葩的磁场。

天文学家们为这事儿头疼了几十年，就像手里拿着拼了一半的拼图，死活找不到最后那块关键碎片。

本来想靠探测器近距离瞅瞅，可人类至今只有"旅行者2号"在1986年飞掠天王星时拍过几张照片，数据少得可怜。

无奈之下，科学家们决定换个思路既然去不了行星内部，那就把行星内部"搬"到实验室来。

他们用了个叫金刚石对顶砧的装置，这玩意儿厉害，能把物质压到300万大气压，相当于地球核心压力的8倍。

再配上斯坦福直线加速器的X射线激光，瞬间把样本加热到2000到4000℃，完美复刻了冰巨星1到10万公里深度的炼狱环境。

水和石头在高压下"谈恋爱"了

实验刚开始挺顺利，把水和氧化镁（也就是岩石核心的主要成分）按比例混合好，然后加压加热。

本来以为会看到水在高压下变成"超级液体"，结果X射线衍射图像一出来，所有人都懵了水分子和氧化镁竟然反应了！

氧原子和镁离子抱在一起形成了稳定的晶格，氢原子就像调皮的孩子在晶格间隙里窜来窜去。

这种新物质被命名为"富镁水"，就是水和石头在极端环境下"跨界融合"了，这发现可太颠覆了。

以前咱们总觉得行星内部就像千层蛋糕，一层是一层，现在看来根本不是那么回事儿。

亚利桑那州立大学的Shim教授团队分析后认为，冰巨星内部应该有个几万公里厚的"富镁水过渡带"，占行星半径的40%以上。

更关键的是，这玩意儿导电性特别好，氢原子自由移动就像电线里的电子，再加上物质对流，正好能解释天王星那歪歪扭扭的磁场磁场源区不是集中在核心。

而是散落在过渡带的不同深度，就像多个小磁铁凑在一起，磁力线自然就乱了套。

这事儿最神的是实验数据跟"旅行者2号"的观测结果对得上。

模型计算的磁场强度和探测器实测值误差不到5%，连海王星为啥总往外冒多余热量都有了说法过渡带里物质反应释放的能量，比传统模型里"冰层慢慢冷却"的解释强3倍。

这下可把天文学界炸锅了，以前写进教科书的东西，现在得拿出来重改。

宇宙里的"千层蛋糕"可能都是"水果捞"

这发现不光让咱们重新认识天王星和海王星，整个行星科学都得跟着变。

银河系里30%的类太阳恒星系统都有冰巨星，以前天文学家都默认它们跟天王星一样是分层结构，现在看来可能都是"富镁水过渡带"这种"水果捞"状态。

就像2023年NASA"苔丝"卫星发现的超级地球TOI-1452b，它的密度一直让人想不通，用这个新模型一套，哎，说不定就是水和岩石在里面搅和呢？

行星形成理论也得跟着改。

以前说冰巨星是先形成岩石核心，再吸积气体和冰，现在看来可能打一开始水和石头就混在一起了。

原始星云中的水冰和岩石颗粒在高压下直接反应，形成"富镁水"的前身，这就好比本来以为蛋糕是先烤胚再抹奶油，结果发现面粉和奶油从一开始就揉一块儿了。

NASA已经坐不住了，计划2030年代发射"天王星轨道器"，专门去验证这个过渡带到底存不存在。

科学家们也打算在实验室里模拟更高压力的环境，看看"超临界水"在行星演化中还能玩出什么花样。

搞不好以后咱们再看宇宙中的行星，就不能简单分"岩石行星""气态行星"了，得多加个"混合态行星"的标签。

这事儿说到底，其实是人类在微观和宏观之间搭了座桥。

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实验室里原子级的反应，居然能解释数亿公里外行星的磁场异常。

科学这东西就是这样，你以为已经摸到天花板了，结果人家告诉你上面还有一层楼。

冰巨星的秘密才刚揭开一角，谁知道下一个颠覆认知的发现藏在哪儿呢？说不定咱们课本上那些"常识"，过几年又得被哪个实验室里的新发现给改写了。

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